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多线程与多进程:使用 Python concurrent.futures 模块实现

多线程与多进程:概述

在计算机科学中,线程和进程都是计算机程序的基本执行单元。它们都能够独立地执行任务,但存在一些细微差别。线程是轻量级的进程,而进程是独立运行的程序。线程共享相同的内存空间,而进程拥有自己的私有内存空间。线程可以在同一个进程中并发执行,而进程只能在不同的进程中并发执行。

使用 concurrent.futures 模块实现多线程和多进程

Python 的 concurrent.futures 模块提供了实现多线程和多进程的便捷方式。此模块提供了两个 Executor 类:ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor,可用于创建和管理线程和进程。

多线程

要使用 concurrent.futures 模块实现多线程,请使用 ThreadPoolExecutor 类。创建一个 ThreadPoolExecutor 实例并指定要创建的线程数。然后,可以使用 submit() 方法向线程池提交任务。submit() 方法返回一个 Future 对象,可用于检查任务状态并获取结果。

以下代码展示了如何使用 concurrent.futures 模块实现多线程:

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def task(n):
    return n * n

if __name__ == '__main__':
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as executor:
        futures = [executor.submit(task, i) for i in range(10)]
        for future in futures:
            print(future.result())

多进程

要使用 concurrent.futures 模块实现多进程,请使用 ProcessPoolExecutor 类。创建一个 ProcessPoolExecutor 实例并指定要创建的进程数。然后,可以使用 submit() 方法向进程池提交任务。submit() 方法返回一个 Future 对象,可用于检查任务状态并获取结果。

以下代码展示了如何使用 concurrent.futures 模块实现多进程:

from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor

def task(n):
    return n * n

if __name__ == '__main__':
    with ProcessPoolExecutor(max_workers=4) as executor:
        futures = [executor.submit(task, i) for i in range(10)]
        for future in futures:
            print(future.result())

总结

concurrent.futures 模块是一个非常有用的模块,它可以轻松实现多线程和多进程。使用此模块,可以编写高性能的并行程序。

常见问题解答

  • 什么是线程?
    • 线程是轻量级的进程,共享相同的内存空间。它们可以在同一个进程中并发执行。
  • 什么是进程?
    • 进程是独立运行的程序,拥有自己的私有内存空间。它们只能在不同的进程中并发执行。
  • ThreadPoolExecutor 是什么?
    • ThreadPoolExecutor 是一个类,可用于创建和管理线程池。
  • ProcessPoolExecutor 是什么?
    • ProcessPoolExecutor 是一个类,可用于创建和管理进程池。
  • 如何使用 concurrent.futures 模块实现多线程和多进程?
    • 可以使用 ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor 类创建线程池和进程池,并使用 submit() 方法提交任务。